Vad menas med ett svart hål

För andra betydelser, titta mörk hål (olika betydelser).

Ett svart hål existerar, i enlighet med den allmänna relativitetsteorin, ett koncentration från massa tillsammans en således starkt gravitationsfält för att ingenting, ej ens ljus, kunna övervinna kroppens gravitation.

ämne alternativt ljus vilket kommer in innanför detta svarta hålets händelsehorisont förblir var samt förmå inte någonsin komma ut igen, förutom eventuellt oerhört långsamt inom struktur från Hawkingstrålning. Man förmå ej heller åstadkomma ett reflektion alternativt spegelbild genom för att illuminera detta tillsammans med enstaka ljuskälla samt ej heller erhålla någon upplysning angående ämne såsom försvunnit in inom hålet.

Svarta hål upptäcktes ursprunglig likt ett möjlig svar mot den allmänna relativitetsteorins ekvationer samt fanns ursprunglig enstaka rent teoretisk konstruktion. Numera besitter man genom astronomiska observationer observerat svarta hål inom universum genom deras effekter vid omkringliggande ämne. detta inledande säkra beviset vid för att svarta hål existerar publicerades då vetenskapsman lyckades upptäcka gravitationsvågor ifrån enstaka kollision mellan numeriskt värde svarta hål vilket bör äga varit 29 respektive 36 gånger således massiva såsom solen, smält samman 1,3 miljarder ljusår bort.^[1]

Den 10 april publicerade Event Horizon Telescope enstaka foto från en supermassivt mörk hål inom galaxen Messier ^[2] Bilden existerar resultatet från koordinerade observationer tillsammans en nätverk från radioteleskop spridda ovan jorden.

detta svarta hålets massa uppskattas mot 6,5 miljarder solmassor.^[3]

Idéhistoria

[redigera | redigera wikitext]

Idén ifall enstaka lekamen således massiv för att ej ens ljus kunna undslippa den lades inledningsvis fram från den brittiske geologen John Michell inom enstaka artikel insänd mot Royal Society.^[5] Den ledande uppfattningen angående ljuset fanns då för att detta bestod från partiklar, ofta kallade korpuskler.

Newtons gravitationsteori samt begreppet flykthastighet plats nära denna period ganska väl kända. Michell beräknade för att ett lekamen tillsammans gånger solens radie samt ungefär identisk densitet skulle äga enstaka flykthastighet vid ytnivån såsom motsvarade ljusets hastighet, vilket betydde för att kroppen skulle artikel osynlig. tillsammans Michells egna ord:^[6]

”	If the semi-diameter of a sphere of the same density as the Sun were to exceed that of the Sun in the proportion of to 1, a body falling from an infinite height towards it would have acquired at its surface greater velocity than that of light, and consequently supposing light to be attracted bygd the same force in proportion to its vis inertiae [inertial mass], with other bodies, all light emitted from such a body would be made to return towards it bygd its own proper gravity.	„
&#; John Michell

Michell ansåg detta fanns osannolikt dock fullt möjligt för att flera sådana objekt skulle behärska finnas inom kosmos.^[6]

lade den franske matematikern Laplace fram identisk koncept inom sin Exposition ni Système ni Monde.

Avsnittet fanns inom dem numeriskt värde inledande utgåvorna dock blev tagna försvunnen ifrån samt tillsammans den tredjeplats då detta började komma experiment likt visade ljusets vågegenskaper.^[7] Idén angående svarta hål fick många lite uppmärksamhet beneath talet eftersom ljus ansågs existera enstaka vågrörelse såsom saknade massa samt ej påverkades från gravitation.

Albert Einsteins allmänna fysikens teori förändrade detta. denne ägde redan tidigare demonstrerat för att gravitation faktiskt påverkar ljus. Några månader efter publiceringen från allmänna relativitetsteorin publicerade Karl Schwarzschild lösningen vid ekvationen liksom beskriver gravitationsfältet hos enstaka punktformig massa i ett inom övrigt tom rymd samt antydde därmed för att detta oss idag kallar mörk hål teoretiskt kunde existera.

Schwarzschild-radien existerar idag känd likt radien hos en icke roterande mörk hål dock förstods ej då – Schwarzschild egen trodde ej för att fenomenet manifesterade sig fysiskt.

På talet hävdade Subramanyan Chandrasekhar för att speciella relativitetsteorin implicerade för att enstaka icke roterande lekamen tillsammans massa överstigande enstaka viss gräns – idag känd såsom Chandrasekhargränsen – skulle kollapsa, eftersom ingenting fanns liksom kunde hindra kollapsen.

Arthur Eddington argumenterade emot teorin samt hävdade för att något oundvikligen skulle stoppa kollapsen.

När du lyfter upp ett bowlingklot är det tungt eftersom materian är tätt packad i ett litet utrymme

Robert Oppenheimer (tillsammans tillsammans H. Snyder) förutsade för att massiva stjärnor kunde genomgå enstaka dramatisk gravitationskollaps. Svarta hål kunde inom princip uppstå inom naturen. beneath ett period kallades liknande kroppar frusna stjärnor eftersom kollapsen skulle behärska iakttagas liksom enstaka hastig nedsaktning på grund av för att sedan övergå inom rött närmare Schwarzschildradien.

dem tills vidare hypotetiska svarta hålen fick dock ej särskilt många uppmärksamhet förrän beneath detta sena talet.

Intresset på grund av sammanstörtade objekt tändes vid nytt inom samt tillsammans med upptäckten från pulsarer. begränsad därefter myntades termen svart hål (black hole) från den teoretiske fysikern John Wheeler.

Dessförinnan ägde uttrycket svart stjärna (black star) emellanåt använts. Uttrycket förekommer bland annat inom en tidigt del från Star Trek samt förekom även efter "Svart hål" äger inom översättning mot bland annat franska samt ryska enstaka innebörd likt väcker anstöt, vilket redogör för att uttrycket "svart stjärna" inom viss mån lever kvar.

Kvalitativ fysik

[redigera | redigera wikitext]

Svarta hål, inom sin moderna tolkning, beskrivs från allmänna relativitetsteorins modell från ett krökt rumtid.

Att ramla in

[redigera | redigera wikitext]

Föreställ dig ett astronaut likt faller tillsammans med fötterna före in mot en enkelt (icke-roterande) mörk hål från Schwarzschild-typ.

Svarta hål har gäckat forskare i över år

ett avlägsen observatör skulle titta astronautens fall sakta från då denne närmar sig händelsehorisonten, eftersom i enlighet med denna avlägsna observatör går den fallande astronautens ur allt långsammare ju närmare detta svarta hålet astronauten kommer, således kallad tidsdilatation, samt mot slut står klockan stilla då astronauten kommer fram mot den därför kallade händelsehorisonten.

Den avlägsna observatören kommer även för att titta för att astronauten blir allt rödare, eftersom även ljuset liksom sänds ut ifrån observatören svänger allt långsammare samt därmed får allt längre våglängd. inom teorin skulle detta förefalla liksom ifall astronauten inte någonsin riktigt når händelsehorisonten. inom verkligheten, eftersom astronauten utsänder en ändligt antal fotoner innan denne når horisonten, skulle dock den sista fotonen ifrån astronauten nå observatören inom något ögonblick samt sedan skulle astronauten existera borta till ständigt.

Från sin personlig betraktelsepunkt skulle däremot astronauten nå händelsehorisonten inom enstaka ändlig period samt sedan gå vidare in mot den singularitet, vilket finns inom detta svarta hålets centrum, efter ett ändlig period. då astronauten väl nått händelsehorisonten förmå han ej ses ifrån detta utanförliggande universum. Astronauten är kapabel däremot ännu titta resten från universum, samt i enlighet med astronauten går tiden allt snabbare inom detta utanförliggande universumet samt ljuset därifrån blir allt blåare.

i enlighet med astronauten inträffar detta ej något speciellt då han passerar händelsehorisonten, dock då denne närmar sig singulariteten kommer skillnaden inom gravitation mellan fotända samt huvudända för att öka, samt han kommer för att uppleva sig utsträckt samt slutligen itusliten. mot slut blir skillnaden inom gravitationen således kraftfull för att den sliter sönder atomer, atomkärnor samt elementarpartiklar.

precist då en objekt slits itu från denna tidvattenskraft beror vid detta svarta hålets massa samt objektets storlek. Ju större objektet existerar desto tidigare slits detta sönder, dock ju tyngre detta svarta hålet existerar desto närmare måste objektet komma innan detta slits sönder. till några från dem största svarta hålen, vilka finns inom galaxernas kärnor, kunna enstaka hel himlakropp passera genom händelsehorisonten innan den slits sönder, medan en mörk hål tillsammans enstaka massa såsom ett himlakropp förvränger ett grannstjärna, då den fyller år sin Roche-lob, samt drar ut gas ifrån den, medan himlakroppen ligger långt utanför detta svarta hålets händelsehorisont.

Händelsehorisonten

[redigera | redigera wikitext]

Händelsehorisonten existerar enstaka teoretisk yta, likt släpper igenom vad liksom helst vilket faller in ifrån utsidan, dock ingenting är kapabel passera ut genom horisonten oavsett hur massiv kraft vilket används. Strax utanför händelsehorisonten existerar detta dock möjligt för att lämna detta svarta hålet, ifall tillräcklig kraft används.

Händelsehorisonten existerar alltså enstaka ovillkorlig "point of no return".

Eftersom inga partiklar förmå anlända ut ur detta svarta hålets innandöme, förmå ingen upplysning tränga ut mot enstaka utanförvarande observatör. i enlighet med klassisk fysikens teori förmå en mörk hål fullständigt beskrivas tillsammans tre parametrar: massa, rörelsemängdsmoment samt elektrisk laddning.

Denna princip existerar vilket liksom avses tillsammans med uttrycket "Svarta hål besitter inget hår" (Black holes have no hair).^[8]

Tiden saktas ned till en objekt inom en mörk håls gravitationsfält, samt nära händelsehorisonten blir tidsdilatation oändligt massiv. Därmed kommer även rödförskjutningen nära horisonten för att bli oändligt massiv.

Här kan du komma närmare en av universums största gåtor när Illustrerad Vetenskap guidar dig genom de svarta hålen

från detta samt den sålunda kallade Hawking-strålningen följer för att horisonten omges från enstaka tunn varm atmosfär från strålning.

Singulariteten

[redigera | redigera wikitext]

I centrum från detta svarta hålet befinner sig enstaka gravitationell singularitet, ett område var den allmänna relativitetsteorin förutsäger för att rumtiden existerar oändligt krökt, detta önskar yttra gravitationen existerar oändligt kraftfull.

Rumtidens struktur inom en mörk hål existerar sådan för att allting liksom kommer innanför händelsehorisonten äger singulariteten inom sin kommande framtiden samt därmed ej är kapabel undvika för att träffa denna. Detta betyder för att detta svarta hålet skiljer sig ifrån detta vilket beskrevs från Michell beneath Michells teori existerar flykthastigheten inom samt på grund av sig lika tillsammans ljusets hastighet, dock detta vore ännu möjligt för att mot modell utifrån hissa upp objekt ifrån insidan från händelsehorisonten.

Allmänna relativitetsteorin eliminerar dessa kryphål, eftersom då ett gång en objekt gått förbi inom händelsehorisonten kommer dess tidslinje för att äga enstaka slutpunkt på grund av själva tiden, samt inga tänkbara världslinjer är kapabel överkorsa händelsehorisonten enstaka andra gång. Dessutom förmå inget rep från ändlig längd förbinda enstaka punkt utanför horisonten tillsammans med enstaka punkt innanför då repets längd, sett utifrån, reducerar ju närmare händelsehorisonten detta kommer.

Roger Penrose la fram ett matematisk förmodan, vilket brukar kallas den kosmiska censurförmodan, i enlighet med vilken enstaka gravitationell singularitet ständigt döljs innanför enstaka händelsehorisont.^[9] dem flesta teoretiker tolkar den matematiska singulariteten vilket enstaka tecken vid för att den nuvarande teorin ej existerar fullständig alternativt helt rätt, sålunda för att andra fenomen blir aktuella då ett partikel närmar sig centrum.

Roterande svarta hål

[redigera | redigera wikitext]

Teoretiskt sett existerar händelsehorisonten hos en icke-roterande mörk hål ett sfärisk yta, samt dess singularitet existerar (informellt uttryckt) enstaka punkt. angående detta svarta hålet roterar, vilket existerar en troligt arv ifrån ursprungsstjärnans cirkelrörelse före kollapsen, kommer rumtiden kring detta svarta hålets händelsehorisont för att forma enstaka ergosfär.

vid bas från frame-dragging existerar detta omöjligt för att befinna sig inom vila inom ergosfären, utan istället tvingas man för att följa tillsammans med inom detta svarta hålets cirkelrörelse. Ergosfären besitter enstaka ellipsoidisk struktur. eftersom ergosfären ligger utanför händelsehorisonten, är kapabel partiklar existera inuti den utan för att oundvikligen dras in innanför händelsehorisonten, samt beneath vissa omständigheter är kapabel dem slungas ut ur den igen tillsammans med oerhörd kraft, samt vid därför sätt dra ut energi ur detta svarta hålet – därav namnet ergosfär ("arbetande sfär") eftersom den är kapabel utföra sysselsättning.

Att svarta hål roterar tillsammans med upphöjd hastighet vet man redan, dock astronomer besitter för tillfället undersökt hur snabbt en mörk hål inom Vintergatan roterar. Resultatet från studien visade för att detta svarta hålet snurrade runt sig egen tillsammans med ungefär ljusets hastighet ^{[förtydliga]} , samt för att rymden runt hålet följer tillsammans med.

Hålet ligger 35 ljusår ifrån jorden, inom stjärnbilden Örnen. Hålet utgör tillsammans tillsammans ett vanlig himlakropp en således kallat dubbelstjärnsystem. detta vilket gjorde detta möjligt för att mäta hastigheten fanns för att hålet sög mot sig gas ifrån sin stjärnpartner. detta besitter givit forskarna enstaka färsk insikt inom hur enstaka gammablixt uppstår.

Entropi samt Hawkingstrålning

[redigera | redigera wikitext]

visade Stephen Hawking för att händelsehorisontens yta inte någonsin förmå minska. Detta förefaller anmärkningsvärt likt termodynamikens andra team tillsammans med yta inom rollen vilket oordning. Därför föreslog Jacob Bekenstein för att entropin hos en mörk hål borde existera proportionell mot dess händelsehorisonts yta.

applicerade Hawking kvantfältteori vid enstaka semi-klassisk krökt rumstids-modell samt upptäckte för att svarta hål kunna utstråla värmestrålning, kallad Hawkingstrålning^[10]. tillsammans med detta vilket stöd kunde han beräkna entropin vilket många riktigt bekräftade Bekensteins ett antagande eller en förklaring som föreslås för att förklara något samt visade sig existera proportionell mot ytan.

en mörk hål existerar alltså ej fullständigt mörk, även ifall temperaturen samt utstrålningen ifrån en mörk hål tungt vilket enstaka himlakropp alternativt tyngre existerar helt försumbar. Däremot blir effekten avgörande till hypotetiska svarta minihål, vilka förmå avdunsta samt mot slut försvinna inom ett skur från strålning.

De svarta hålen är vårt främsta laboratorium för teoretisk fysik

Slutsatsen existerar för att varenda mörk hål liksom ej är kapabel dra mot sig fräsch massa besitter ett ändlig livstid likt existerar direkt proportionell mot dess massa.

Hawkingstrålningens attribut bestäms i enlighet med halvklassisk teori från detta svarta hålets attribut, likt i enlighet med no hair-teoremet, bestäms från detta svarta hålets massa, rörelsemängdsmoment samt elektriska laddning.

detta innebär för att varenda mörk hål vilket äger identisk värden vid dessa parametrar skulle sända ut identisk strålning oberoende från vilken form eller gestalt från ämne vilket detta svarta hålet besitter bildats från ifrån start. Detta betyder för att nästan all kunskap angående denna ämne går förlorad då detta svarta hålet avdunstar, dock i enlighet med kvantmekaniken måste denna kunskap bevaras, vilket leder fram mot den därför kallade informationsparadoxen^[11].

Svarta hål är minnesmärken av döda jättestjärnor men de är också spektakulära fenomen i sig

Stephen Hawking antog ifrån start ståndpunkten för att denna informationsförlust plats reell, medan den nederländske fysikern Gerard t'Hooft samt den amerikanske fysikern Leonard Susskind invände för att kvantmekanikens krav vid för att informationen måste bevaras existerar därför fundamentalt för att informationen måste finnas kvar inom någon form eller gestalt efter för att detta svarta hålet besitter avdunstat, mot modell inkodat inom den utsända strålningen, alternativt genom för att någon struktur från relik från detta svarta hålet finns kvar efteråt^[12].

vid talet föreslog Susskind samt medarbetare för att detta finns ett struktur från svart-håls-komplementaritet, var numeriskt värde helt olika händelseutvecklingar ger komplementära beskrivningar från vad vilket sker kring detta svarta hålet, analogt tillsammans hur kvantmekaniska struktur är kapabel beskrivas liksom vågor alternativt partiklar.

inom Susskinds presentation förmå oss å en sidan titta vid hur ett observatör vilket faller in mot en mörk hål ifrån sin personlig synpunkt vid enstaka ändlig tidsperiod faller genom händelsehorisonten samt når fram mot singulariteten inom detta svarta hålets centrum. i enlighet med enstaka observatör vid utsidan kommer den fallande observatören för att röra sig allt långsammare då denne närmar sig detta svarta hålets händelsehorisont.

Omedelbart utanför händelsehorisonten stöter denne vid enstaka många varm atmosfär, inom vilken han omvandlas till ånga samt informationen angående honom strålas därifrån ut inom den omgivande rymden.

De registrerade vågorna alstrades av två kolliderande svarta hål i en galax belägen på ett avstånd av mer än 1 miljard ljusår

ett tillväxt samt bedömning från detta besitter lett fram mot den därför kallade brandväggshypotesen^[13][14], liksom föreslår för att den infallande observatören brinner upp nära horisonten.

På talet lyckades man även visa för att detta existerar möjligt för att beräkna entropin på grund av vissa svarta hål ifrån strängteori. detta går även för att beräkna hur många kunskap liksom förmå lagras inom ett viss volym, samt detta visar sig då för att denna existerar densamma vilket den data vilket är kapabel rymmas inom händelsehorisonten till en mörk hål tillsammans identisk volym.

Uttryckt inom begrepp från oordning betyder detta för att en mörk hål existerar en maximum-entropi-objekt, sålunda för att den högsta entropin hos en zon inom rymden existerar lika tillsammans entropin hos detta största svarta hål likt ryms inom området. Detta ledde mot förslaget angående den holografiska principen^[15] för att inom ett förlängning skulle kurera universum behärska ses vilket en 3d-projektion var informationen ifall detta 3d universumet existerar lagrat inom enstaka tvådimensionell yta, noggrann liksom en vanligt platt 3d-projektion beskriver enstaka tredimensionell form eller gestalt.

Den 21 juli föreslog Hawking för att svarta hål mot slut sänder ut resultat angående vad dem dragit in inom sitt inre samt ändrade därmed sin tidigare modell ifall slutlig informationsförlust. han föreslog för att kvantstörningar vid ytan kunde låta resultat flyga eller fly undan ifrån en mörk hål, sålunda för att den är kapabel påverka Hawkingstrålningen.

en sätt för att titta vid hur strålningen små frukter från växter tillsammans med sig resultat ifrån detta svarta hålet existerar för att kvanttillstånden inom detta svarta hålets inre existerar sammanflätade tillsammans med dem hos den utsända strålningen^[16]. Processen såsom producerar Hawkingstrålningen blir då icke-lokal^[17] samt detta besitter föreslagits för att den på denna plats icke-lokaliteten förmå observeras inom gravitationsstrålningen ifrån kolliderande svarta hål alternativt likt variationer ovan tidsperiod inom bilder från svarta hål^[18] .

Svarta hål inom verkligheten

[redigera | redigera wikitext]

Svarta hål förmå enklast beskrivas liksom "döda" stjärnor. enstaka större himlakropp besitter kollapsat beneath sin personlig vikt samt gravitationen hos detta nya objekt äger blivit således kraftfull för att elektromagnetisk strålning (bl.a. ljus) ej kunna ta sig ifrån dess yta.

Allmän fysikens teori (liksom dem flesta modeller ifall gravitation) säger ej bara för att svarta hål kan finnas, utan förutsäger för att dem kommer för att ta form eller gestalt inom naturen närhelst tillräckligt massiv mängd ämne packas inom enstaka viss distrikt, genom en skeende likt kallas gravitationskollaps.

då massan inom område ökar, deformeras rumtiden omkring den allt mer. då flykthastigheten vid en visst avstånd ifrån centrum ökat mot ljushastigheten, formas enstaka händelsehorisont inom vilken ämne oundvikligen måste kollapsa in mot ett enda punkt samt ett singularitet uppstår.

Kvantitativ utvärdering från detta resonemang ledde mot förutsägelsen för att detta ej finns några stabila konfigurationer till kalla himlakroppar tillsammans ett massa större än ungefär tre gånger solens massa, utan dessa existerar tvingade för att genomgå ett gravitationskollaps mot en mörk hål.

Signalens form överstämde med vad man förväntar sig vid en sådan händelse

inom praktiken leder detta mot för att tunga stjärnor tillsammans massor större än åtta gånger solens massa kommer för att explodera liksom supernovor samt forma neutronstjärnor alternativt svarta hål, beroende vid hur många massa såsom kastas ut beneath explosionen. Mindre svarta hål skulle äga kunnat bildats beneath universums allra inledande stadier, samt skulle inom sålunda fall utgöra mörk urtidshål vilket skulle behärska äga betydligt mindre massor.

Supermassiva svarta hål (supertunga svarta hål) tillsammans med massa motsvarande miljoner alternativt miljarder gånger solens massa skulle även behärska skapas ifall tillräckligt flera stjärnor befann sig vid en tillräckligt sektor inom rymden alternativt tillräckligt flera sögs in inom en ursprungligt mörk hål, alternativt angående flera svarta hål slogs samman.

dem nödvändiga förutsättningarna anses allmänt finnas inom centrum från större galaxer inklusive Vintergatan.

Detektion från svarta hål

[redigera | redigera wikitext]

Svarta hål är kapabel detekteras vid tre sätt.

1. Observation från objekt inom deras att vara nära något, detta önskar yttra hur dem påverkar den omedelbara rymden runt omkring sig.

   Ledtrådar är kapabel artikel gravitationslinser alternativt kroppar vars rörelse förefaller påverkas från osynliga objekts gravitation. detta besitter även filmats hur detta ser ut då en mörk hål "äter upp" enstaka himlakropp, heliumgasen lägger sig liksom en briljant halsprydnad runt detta svarta hålet.

2. Observation från gammastrålning.
3. Observation från röntgenstrålning.

   Båda dessa strålningstyper bildas inom ackretionsskivor, liksom kunna omge dem svarta hålen.

Den maximalt avslöjande manifestationen från en mörk hål tros komma ifrån ämne vid väg för att slukas från detta svarta hålet, vilken samlas inom enstaka virvel liknande vätska nära en avlopp, ett ackretionsskiva tillsammans extremt upphöjd temperatur samt cirkelrörelse.

Friktionen inom materien inom denna disk alstrar därför många energi för att stora mängder strålning inom typ av ljus som inte kan ses med blotta ögat samt röntgen utsänds. Värmeutvecklingen existerar många produktiv samt är kapabel omvandla upp mot 10&#;% från ett partikels massa mot strålning, jämfört tillsammans fusion likt endast omvandlar några erhålla andel.

en annat iakttagbart fenomen existerar tunna strålar från ämne likt tillsammans med relativistisk hastighet kastas ut längs tillsammans med diskens centrumaxel.

Ackretionsskivor, utkastningsstrålar samt roterande objekt finns dock samtliga även nära andra objekt, liksom mot modell neutronstjärnor. Kroppars beteende nära liknande objekt liksom alltså ej existerar svarta hål stämmer ej helt, dock många nära, överens tillsammans beteendet omkring en mörk hål.

detta existerar därför ofta svårt för att skilja vid neutronstjärnor samt svarta hål, bortsett ifrån för att vissa fenomen bara uppträder ifall detta kompakta objektet existerar enstaka neutronstjärna. ett neutronstjärna äger enstaka fast yta, såsom den infallande gasen mot slut kommer för att kollidera tillsammans. angående neutronstjärnan därtill besitter en starkt område runt en magnet där magnetiska krafter verkar kommer detta bara för att ske nära neutronstjärnans poler, därför för att detta uppstår numeriskt värde varma fläckar vid neutronstjärnan, vilka förmå observeras genom för att dem rör sig tillsammans med neutronstjärnans cirkelrörelse, inom neutronstjärnor tillsammans svagare område runt en magnet där magnetiska krafter verkar är kapabel detta istållet byggas upp en lager från stjärnmateria vid neutronstjärnans yta.

Efter en tag blir detta lager instabilt samt detta uppstår ett termonukleär explosion, likt syns såsom en eruption från röntgenstrålning. dem starkaste svarta hål-kandidaterna existerar objekt, såsom ej uppvisar något från dessa beteenden, samt var man förmå visa för att dem existerar tyngre än den högsta massan på grund av ett neutronstjärna.

Typer från svarta hål såsom upptäckts

[redigera | redigera wikitext]

En avgörande mängd astronomisk vittnesbörd till svarta hål besitter hunnit inkomma inom numeriskt värde skilda massa-kategorier:

• stellära svarta hål, tillsammans massa liknande ett vanlig himlakropp ( gånger solens massa).
• supermassiva svarta hål tillsammans massa omkring möjligen 1&#;% från massan hos enstaka typisk galax.

  dem supermassiva objekten observeras omväg genom för att iaktta hur omkringliggande objekt samt ämne uppträder.

Dessutom finns vissa indikator vid existensen från mellanmassiva svarta hål, tillsammans med massa motsvarande några tusen gånger solens massa. Dessa svarta hål skulle behärska existera upphovet mot supermassiva svarta hål.

Stellära svarta hål identifieras inom inledande grabb genom för att iaktta ackretionsskivor tillsammans med riktig storlek samt hastighet, dock likt saknar den uppflammande strålning liksom andra massiva objekt uppvisar.

Stellära svarta hål anses äga koppling mot förekomsten från gammablixtar.

De inledande kandidaterna mot svarta hål hittades inom aktiva galaxcentra samt kvasarer, båda upptäckta från radioastronomer vid talet. Den verksamma omvandlingen från massa genom friktionen inom ackretionsskivan mot en mörk hål förefaller artikel den enda tillgängliga förklaringen mot dem enorma mängder energi såsom utstrålas från dessa objekt.

Framläggandet från denna teori vid talet undanröjde även den viktigaste invändningen mot för att kvasarer skulle artikel avlägsna galaxer, nämligen för att ingen kroppslig mekanism vore kapabel för att alstra sålunda många energi.

Utifrån talets observationer från stjärnors rörelser nära galaxcentra antas numera för att supermassiva kompakta objekt måste finnas inom centrum från dem flesta galaxer, inklusive Vintergatan.

Sagittarius A* anses allmänt existera den maximalt sannolika kandidaten till platsen till en supermassivt objekt inom centrum från Vintergatan.

Dessa galaktiska centrala supermassiva kompakta objekt åstadkommer enorm strålning då dem suger in gas samt damm – mot dess för att all till tillfället något som ligger nära eller är i närheten ämne sugits in samt processen stannar upp.

Modellen förmå artikel periodisk, dock redogör varför detta just för tillfället ej verkar finnas några något som ligger nära eller är i närheten kvasarer. enstaka korrelation besitter konstaterats mellan tillväxten hos detta svarta hålet inom galaxkärnan samt storleken hos den klotformade komponenten inom galaxens struktur – antingen detta existerar ett elliptisk galax alternativt rör sig ifall den grövre delen från enstaka spiralgalax.

Någon fysikalisk bakgrund mot detta empiriska sambandet besitter ännu ej uppdagats. Några indikationer vid massiva svarta hål inom centrum från klotformade stjärnhopar besitter man ej funnit, vilket antyder för att dessa existerar fundamentalt annorlunda än galaxer.

Än således länge äger inga troliga "svarta urtidshål" iakttagits.

Astrofysikens matematik på grund av superkompakta objekt

[redigera | redigera wikitext]

Schwarzschildlösningen

[redigera | redigera wikitext]

Svarta hål förutsägs från Albert Einsteins allmänna fysikens teori.

Särskilt förutsägs dem från Schwarzschildmetriken, enstaka från dem allra första lösningarna mot Einsteins ekvationer upptäckt från Karl Schwarzschild Lösningen beskriver rumtidens krökning omkring en statiskt samt sfäriskt symmetriskt objekt i enstaka till övrigt tom rymd, var metriken är^[19]

,

där dem naturliga enheterna används samt existerar rymdvinkeln, detta önskar yttra metriken vid ett 2-sfär.

Enligt Schwarzschilds svar kommer en objekt tillsammans gravitation för att kollapsa samt bli en mörk hål, ifall dess radie existerar mindre än enstaka viss gräns, vilken kallas Schwarzschild-radien. beneath denna radie existerar rumtiden därför krökt för att varenda ljus vilket utstrålas kommer för att böjas in mot gravitationens centrum. eftersom relativitetsteorin förbjuder för att ett partikel rör sig snabbare än ljushastigheten kommer allt inom Schwarzschild-radien – inklusive själva beståndsdelarna inom detta kollapsande objektet – för att kollapsa in mot objektets centrum.

enstaka gravitationell singularitet, enstaka område tillsammans med potentiellt oändlig densitet, bildas inom denna punkt. eftersom ej ens ljus är kapabel undslippa inifrån Schwarzschild-radien skulle en klassiskt mörk hål verkligen artikel svart.

Schwarzschild-radien ges från r_s=2M inom relativistiska enheter vilket ovan, alternativt

där G existerar gravitationskonstanten, M existerar massan objektet, samt c ljushastigheten.

på grund av ett lekamen tillsammans identisk massa såsom jorden existerar Schwarzschild-radien bara 9&#;mm – ungefär vilket ett stenkula.

Genomsnittsdensiteten innanför Schwarzschild-radien reducerar till ökande massa hos objektet, därför för att medan en mörk hål tillsammans jordens massa skulle äga ett medeldensitet vid 2 · 10³⁰ kg/m³ således skulle en supermassivt mörk hål ifall 10⁹ gånger solens massa äga ett densitet ifall bara cirka 20&#;kg/m³, mindre än vatten!

Genomsnittsdensiteten ges från

Eftersom jordens genomsnittsradie existerar &#;km, skulle jorden behöva komprimeras 4 · 10²⁶ gånger till för att kollapsa samt bli en mörk hål. till en objekt tillsammans solens massa existerar Schwarzschild-radien omkring 3&#;km – solens radie existerar omkring &#;km.

Även då solen förbränt allt sitt bränsle samt krympt ihop, kommer den för att existera avsevärt större (åtskilliga tusen km) än den Schwarzschild-radie vilket svarar mot dess massa. Massivare stjärnor däremot är kapabel kollapsa redan innan dem brunnit ut.

Andra lösningar

[redigera | redigera wikitext]

Mer generella svarta hål förmå även förutsägas tillsammans mer komplicerade lösningar mot Einsteins ekvationer.

ursprunglig ut strax efter Schwarzschild plats Hans Reissner samt Gunnar Nordström tillsammans med motsvarande svar på grund av enstaka elektriskt laddad, sfärisk, icke-roterande lekamen, Reissner–Nordström-metriken (–). för att hitta exakta lösningar mot dem mer rimliga roterande himlakropparna existerar betydligt svårare, då dessa ekvationer blir högst icke-linjära.

dem förblev olösta inom närmare 50 tid.

Det blev Roy Kerr likt fann lösningen mot detta roterande svarta hålet tillsammans Kerrmetriken såsom besitter ett ringformig singularitet.^[20] numeriskt värde kalenderår senare fann Ezra T. Newman den axialsymmetriska lösningen mot Einsteins fältekvationer till en mörk hål vilket både roterar samt existerar elektriskt laddat.^[21][22] Denna struktur på grund av den metriska tensorn kallas till Kerr–Newman-metrik samt existerar ett förenkling från Kerrmetriken.

dem fyra exakta lösningarna är kapabel summeras inom tabellform således här:

där Q står på grund av himlakroppens elektrisk laddning samt J existerar dess rörelsemängdsmoment.

Fotonsfär

[redigera | redigera wikitext]

enstaka fotonsfär existerar, åtminstone teoretiskt, en region var gravitationen existerar noggrann lagom kraftfull på grund av för att hålla fotoner cirklande runt detta svarta hålet.

enstaka fotonsfärs radie är:

Där G betecknar gravitationskonstanten, M betecknar hålets massa, c betecknar ljusets hastighet inom vakuum samt r_s existerar Schwarzschildradien.

Maskhål

[redigera | redigera wikitext]

Den allmänna relativitetsteorin tillåter chansen från formationer inom vilken numeriskt värde svarta hål ansluts mot varandra.

sådana formationer benämns vanligen maskhål. Maskhål besitter inspirerat science fictionförfattare på grund av för att dem erbjuder enstaka chans för att utflykt snabbt ovan långa avstånd samt även för att utflykt inom tiden. inom praktiken verkar sådana formationer existera helt omöjliga, eftersom inga kända processer verkar tillåta för att dylika objekt skapas.

Planeter

[redigera | redigera wikitext]

Vissa astronomer menar för att detta är kapabel finnas svarta hål liksom planeter kretsar kring.^[23]

Se även

[redigera | redigera wikitext]

Referenser

[redigera | redigera wikitext]

Noter

[redigera | redigera wikitext]